CN101162505A - 分析影响rfid通信装置的操作的信号环境的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种系统和技术，用于产生显示无线射频标识(RFID)通信装置体验的信号环境的数据。通信装置内的无线电收发器扫描整个频率范围，以接收该频率范围内的信号。根据感兴趣信号的特性，检测到的信号可以对是响应于通信装置产生的载波信号而产生的反射信号，或主动源产生的主动信号。基带分析用来检测和识别反射的信号，频谱分析用来检测和识别主动信号源。

Description

分析影响RFID通信装置的操作的信号环境的方法和装置

技术领域

本发明总体涉及与利用来对货物的价格及其他期望的信息提供便利访问的电子货架标签(Electronic Shelf Label，ESL)、射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)标记以及其他射频设备的使用有关的改进。更具体地，本发明涉及用于分析影响设施(Facility)中的RFID通信装置的操作的信号的、改进的系统和技术。

背景技术

通过以例如为反射逆散射(Reflective Backscatter)方式无线地提供信息并接收信息和命令的，例如为RFID标记、电子货架标签和其他RFID设备的射频识别设备的使用越来越常见。这样的设备已配置在许多不同的设施中，每个设施都具有对发送到这些设备的以及从这些设备返回的信号有影响的、其自身独特的特性。

使用RFID设备的许多设施配置有大量的RFID设备，RFID装置具有多个RFID通信与控制设备，例如通信基站和RFID读取器。这样的RFID通信与控制装置这里一般称为“RFID通信装置”或为了方便简称为“通信装置”，可以意识到，这里所称的通信装置可以依据特定设备的设计和使用，从RFID装置简单地读取信息或可以发送信息和命令到一设备并从该设备接收信息。RFID通信装置能够配置在设施中的许多不同的位置，并且一个或更多通信设备可以为从该设施移走的便携式通信装置。通信设备执行通信的有效性很大程度上取决于在放置特定通信装置的特殊位置上占主导的环境条件。这样的环境条件包括电磁干扰和噪声的存在与否、类型和等级，以及障碍物的存在和性质，该障碍物对通信装置屏蔽意图用于通信的信号。影响通信装置的噪声或干扰可以包括被动噪声或被动干扰，例如，通信装置发射的信号的反射或返回。通信装置也会受到主动噪声或干涉的影响，主动噪声或干涉包括独立于通信装置发出的任何信号而操作的主动源发出的信号。可以预期，在该设施中放置了固定的通信装置的每一位置会经受在组合上为唯一的一组条件的支配。另外，便携式或移动通信设备可以通过具有不同的特性的许多位置。

在不理解影响通信装置的特定环境时，很难理解并修正或者补偿影响特定通信装置的环境。频繁地测量通常的环境既费时又昂贵，并且典型地不能准确地显示每个通信装置所处的特定环境。

可以采取措施来减少干扰和信号阻塞、或减轻它们的影响，但在这样的设备的使用环境迅速变化时，很难这么做。例如，在杂货店或仓库，产品经常移动，在不同的时期，特定的货架上的物品可以是满的、部分满的或者空的，或者货架可能已改变了混合存放的产品。货架上的内容的不同可以对通信造成不同的影响。

发明内容

在本发明的几个方面中，本发明通过对放置在设施中的一个或更多通信装置提供数据分析能力来处理这样的困难。该分析能力适宜地包括分析主动干涉源、被动源或者两者的能力。该分析可以包括基带分析，在基带分析中，将信号降频变换以移除载波的高频成分，留下代表了用于调制传输载波的原始信号的信号成分。基带分析能够允许检测由于通信装置发出的载波的反射导致的被动信号和干扰，也能检测某些形式的主动信号和干涉。例如，基带分析可以检测其他通信装置以与正被执行分析的通信设备所使用的频率接近的频率发出的载波的反射而导致的干扰信号。

本发明同时提供一种频谱分析能力，即，分析接收到载波(典型地，主动源发送的载波)的频率成分的能力。频谱分析通过扫描指定的频率范围并连续检测该频率范围内的每一个相对窄的频带内的信号功率来执行。频谱分析能够用来生成主动信号源的廓图，可以分析该廓图来识别产生该信号的源的类型。

依据通信装置所期望的处理能力，通信装置可以将未处理的信号数据传送给服务器，以供处理、显示和分析，或者，通信装置可以处理该信号数据并且直接显示该数据、或例如通过网络连接将显示信息传送给中央服务器。显示可以包括图形显示或数值显示或两者，并且该分析可以包括对结果的人工分析，也可以包括自动分析，如将信号数据与预定或计算的标准进行比较。

本发明的更完整理解以及本发明的进一步的特征和优点可以通过以下的详细描述和附图变得很明显。

附图说明

图1示出了根据本发明一方面的RFID通信设备；

图2示出了根据本发明一方面的，RFID通信设备与用来执行通信的设备(例如为ESL和RFID标记)的系统；

图3和4示出了根据本发明一方面的可由通信设备检测的信号信息；

图5示出了根据本发明一方面的信号检测和分析的过程。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一方面的RFID通信设备100。通信设备100能够与采用反射逆散射来向通信设备100通信信息的设备通信。例如，这样的设备包括RFID标记和电子货架标签。通信设备100适当地包括适合作为收发器101的发送器和接收器实施。通信设备100还包括天线102，降频变换单元(Downconversion Unit)103，模数转换器104，处理器106，高速存储器108和长期存储器110。如需要，长期存储器110可以适宜地为硬盘，例如为flash存储器的半永久存储器，或其他优选的非易失性存储器。处理器106可以适宜地为通用处理器，或可选地为专用于通信设备100的操作的特定处理器，如数字信号处理器。收发器101、模数转换器104、处理器106、高速存储器108和长期存储器110适宜地连接到总线111以允许不同组件之间的通信。特别地，处理器106能够控制收发器101的操作，例如，通过收发器101直接发送载波信号，以及选择要发送的载波信号的频率。处理器106的操作适宜地受控于各种软件模块，该软件模块存储于长期存储器110中并在处理器106的执行需要时传送至高速存储器。

该收发器101典型地能够在相对高的载波频率范围内接收信号，例如900兆赫(MHz)或2.4千兆赫(GHz)。特定的载波频率范围典型地由通信设备100的特定设计决定。例如，如果通信设备100用作与电子货架标签通信的通信基站，则收发器101典型地在2.4GHz范围内操作，如果通信设备100用作读取器从RFID标记询问和接收信息，则收发器101可以在900MHz频率范围内操作。

收发器101接收的信号传送给降频变换单元103降频或解调，以去除用于发送收发器101接收到的信号的载波信号的高频成分。降频变换得到降频信号，该降频信号为低频并包含较窄的带宽、调制到载波信号上的原始信号的特性。降频变换信号适宜地在基带频率范围内，例如，64千赫(kHz)左右的频率范围。这样的降频变换允许将信号变换为数字形式，以及在一旦将信号转换为数字形式后对它们的处理。

降频变换单元103的输出传送至模数(A/D)转换器104，模数转换器104将信号转换为数字形式，并适宜地将输出放置在可以访问处理器106、存储器108和长期存储器110的总线111上使转换后的信号可用于处理。为了从诸如RFID标记和电子货架标签的设备接收数据，适宜地在RFID通信控制模块112的控制下，通信设备100以公知的手段处理由A/D转换器104生成的数字数据。RFID通信控制模块112和控制通信设备100操作的其他模块适宜地作为存储于长期存储器110中的软件实施。

考虑到对影响通信的信号的理解，在当前环境中的信号被通信设备100体验(Experience)时，通信设备100能够对这些信号执行基带分析和频谱分析中一个或两者。基带分析在降频变换后的信号上执行，并对干扰(也就是，代表由通信设备100或其他在该环境中操作的RFID通信设备发出的载波信号的调制后的逆散射反射的信号)的被动源的检测尤其有用。典型地可以使用在读取器正常操作中使用的硬件组件来执行基带分析，而无需专用于执行该分析的额外的硬件。

频谱分析在高频载波信号上执行，并对主动信号源(例如，在通信中使用的主动RF发送器)的识别和呈现干扰有用，且可以用于识别属于特定类型的信号源。

在执行信号分析过程中，通信设备100适宜地在信号数据收集模块116和信号分析模块118的控制下操作，以用于信号数据的收集和处理。信号数据收集模块116适宜地将用于稍后分析的数据存储在信号数据库120中，或可替代地将这些数据传送给信号分析模块18，用于立即分析。信号数据收集模块116可以适宜地指示收集基带信号数据和/或高频信号数据。如上所提及的，收集和分析基带信号数据可以适宜地由用于RFID通信设备的正常操作的硬件组件执行，因此首先讨论基带信号数据的聚集(Gather)和分析。

响应通信设备100发送的载波信号，作为在通信设备100接收到的被动信号的接收和降频变换的结果，频繁地生成基带信号数据。当通信设备100发送包含载波信号的通信信号时，在通信设备100范围内的RFID设备调制该载波信号并将该载波信号作为反射的载波信号送回通信设备100。

通信设备同样可以收到表示已发载波信号的反射的额外信号，而这样信号可适宜地参考为被动干扰。被动干扰可能被误认为是来自设备的真实响应，或可以与真实响应相干扰而使它们不可读。存在大量的被动干扰源。这样的源包括磁或电镇流的荧光照明设备、活动风机叶片(Moving Fan Blade)、霓虹灯和其他与通信设备100位置非常接近的RFID通信设备。这些干扰源可能导致通信设备100发出的载波以不同的频率反射，为了分析来自这样的干扰源的干扰，通信设备100发送一载波并同时接收该载波的任何反射。使接收到的反射可用于处理和分析。另外，基带分析也可用于识别不是由通信设备100发出的载波信号的反射导致的干扰的存在。这样的干扰可能由与通信设备100相似的并在同一位置中操作的其他通信设备产生。在同一位置操作的通信设备之间的冲突可以通过配置通信设备以在同一时间它们不工作在同一频率上的方式执行频率跳变来避免。如果两个或更多的通信设备以在同一时刻使用邻近的频率范围工作，则一个通信设备或两者可能对其他的通信设备呈现干扰。另外，如果通信设备使用非常接近的频率时，通信设备会体验由反射产生的干扰或另外的通信设备产生的信号的直接调制的干扰。基带分析可以用来检测这样的干扰的存在。

为了执行被动干扰信号的分析，信号收集模块116命令收发器101发送扫描(Sweep)预定频率范围的载波信号。通过计算该频率范围产生与在正常操作期间影响通信设备100的被动干扰源有关的有用信息。收发器101适合于能同时发送和接收。这种能力对处于正常操作中的RFID通信设备100有用，允许通信设备发送载波信号给RFID设备并作为响应接收该载波信号的经过调制的反射。

在通信设备100接收到反射信号时，由降频变换单元103对反射信号进行降频变换。降频变换单元103将接收到的信号降低到通常由通信设备100使用来处理正常操作中接收到的信号的基带频率范围。例如，可以使用的基带频率范围的示例为在大约64KHz左右的范围。

ADC 104对降频变换单元103生成的降频变换信号数据进行取样，以将信号数据转换为数字格式，使ADC转换器104输出的数字信号数据可用于处理和分析。

可以预料到，收发器101生成的载波信号经反射后产生的反射噪声，具有处于以该载波信号的频率为中心的带宽内的频率。因此，收发器101具有足够宽的接收带宽以允许确定作为载波信号的每个传播结果的反射噪声的带宽。在执行被动干扰分析的过程中，收发器101扫描频率的速度并不关键，因为被动干扰源响应于收发器101发出的载波而产生干扰，如果干扰源响应于特定载波频率而产生被动干扰，则只要载波正以该频率传播，干扰源就会典型地产生这种干扰。

正如上面提及的，收发器101能够发送载波信号并同时接收反射的载波信号。该收发器101也能够在有效的带宽内接收反射载波信号，来包含响应于特定频率的载波信号产生的反射载波信号的全部频率范围。一旦反射载波信号被降频变换并转换成数字形式，就例如通过对信号数据进行快速傅立叶变换(FFT)对其进行分析。在此分析后，对在分析的频率范围之内的每个频率上的信号功率进行记录。在本发明的一个示意性实施例中，在通信设备100上存储由ADC 104生成的数据和执行对该数据的分析，而正如下面更详细讨论的，ADC 104的输出可以存储来用于别处的分析。

对反射的基带信号的分析产生的信息表示了易受反射干扰影响的载波信号频率以及这样的干扰的带宽和振幅。该信息提供了对反射干扰的本质的领悟，并指导了对采取什么手段来避免该干扰和提高性能的理解。

除了通过扫描传输频率范围并监视返回信号来执行被动信号的基带分析外，通信设备100还可以收集基带信号数据，该基带信号数据用于不代表设备100发送的载波信号的反射的信号。这样的信号可能包含代表了由其他通信设备直接发送的信号的直接调制或反射的反射信号。为了通过设备100获得独立于传输的信号的信息，信号数据收集模块116可以适宜地指示收发器101在无同时发生的载波传输时监视频率范围内的信号。收发器101接收的信号将被降频变换单元103降频变换，并传送给ADC 104，这样收集的信号信息就能以类似于对被动基带信号信息执行的处理的方式进行处理。

当数字化的信号数据由ADC 104输出时，由信号数据收集模块116引导到合适的目的地。例如，目的地可能包括存储库120。当数据由ADC 104产生并被存储于存储库120时，在信号分析模块118的控制下对该数据进行处理。处理可以适宜地应包括对数据执行快速傅立叶变换。一旦完成对数据的处理，适宜地将表示每个频率上的信号功率的功率等级数据再次存储于存储库120中。然后，可以将处理过的数据传输到外部的目的地，如服务器114。适宜地，该传输可在外部通信模块122的控制下进行。服务器114可以在数据库124中存储处理过的信号数据，用于以后的使用和分析。所述以后的使用和分析可以包括例如使用终端126，以数值或图形的形式显示结果。通信设备100和服务器114之间的通信可以通过在服务器114中建立的通信接口128来进行。通信接口128适宜地允许访问局域网130，可以为不同设备之间的有线和无线通信提供支持。例如，根据通信设备100的性质，通信设备能够通过有线或无线的网络连接131进行通信。另外，局域网130能够提供到例如为终端132的网络终端的连接，或能够提供到公共互联网133的进一步连接，例如为终端的远端终端134通过互联网能够与服务器114通信并通过服务器与通信设备100通信。

作为处理ADC 104输出到通信设备100的数据的替代方式为，信号数据收集模块116能够简单地指示这些数据传输到外部目的地，如服务器114，以进行处理。这就可以采用或者不采用在存储库120中存储收集到的数据的措施来处理。然后，服务器114执行与上述信号分析模块执行的处理相似的处理，并存储处理的结果以供后续使用或进一步分析。

如上提及的，被动干扰的分析提供了信息以识别在每个载波信号频率出现干扰时的频率带宽。另外，也提供了信息来识别在每个频率上干扰的信号功率。分析这些信息有助于理解应该采取什么措施以避免或阻止干扰，和提高性能。

在不使用超出正常操作所需要的额外硬件的情况下，例如为通信设备100的通信设备典型地能够执行如上所述的基带分析。一种典型的RFID通信设备，通过增加执行与上述模块116、118和122所执行的功能相似的功能的软件，能够提供在不需要额外硬件成本时执行基带分析的能力。

上述基带分析典型地提供与在特定频率的干扰存在和强度相关的信息，但可以不检测干扰的主动源。主动源经常突发地操作，如果主动源只是操作很短的间隔，则在收发器101正监视环境中该源的操作频率的瞬间，该源可能是不工作的。

另外，基带分析也许不能识别属于特定类型的主动信号源。主动信号源是发送其自身的信号的源，所发送的信号不依赖于通信设备100发送的载波的存在或反射。与这样的源相关的信息可以通过频谱分析来有效地获取，该频谱分析是在这些源发出的信号的全部频率范围内进行的信号功率分析。

为了对通信设备100提供频谱分析能力，通信设备100可以包括额外的硬件来允许这样的分析。该硬件适宜地包括功率检测器140，功率检测器140连接到收发器101，以便在信号信息被降频变换前从收发器101接收该信号信息。另外，通信设备100适宜地包括第二模数转换器142，用于对功率检测器140产生的信号数据取样，并将信号数据转换为数字格式。ADC 142的输出输出至总线111，使得可用于存储器108以及用于处理器106的处理。

为了执行频谱分析，信号数据收集模块116指示收发器101在感兴趣频率范围内执行相对快速的扫描，其中收发器101监视每个感兴趣频率的信号。扫描可以重复执行。许多主动干扰源突发地操作，收发器101对频率做出快速扫描，以检测短时期内不可预知地操作的源，并且这些源在任何情况下都独立于通信设备100操作。

采用落在全部监测范围内两个频率，收发器101能够在窄的带宽内监控频率，以区分操作于不同频率的源。也就是，收发器101能够连续地监测感兴趣的整个频率范围内大量相邻的窄带频率范围中的每一个。

一旦ADC 142将信号功率信息放置在总线111上，以与上述关于ADC 104输出的描述类似的方式，可以适宜地将该信息引导至不同的目的地，用于分析被动信号数据。例如，信号数据收集模块116可以经过或不经过存储数据于存储库120的中间步骤，将该数据传送到信号分析模块118。信号分析模块118可以执行适当的分析，如对数据进行快速傅立叶变换，并可以存储处理过后的数据到存储库120，以供后续进一步分析或使用。可替代地，为了节省通信设备100的处理资源，可以将ADC 106产生的数据传送到服务器114进行处理。

对通信设备100接收到的主动干扰信号的频谱分析，能够提供发出该信号的主动源的瞬时廓图(Profile)。可以为了获得对提供该信号的源的类型的领悟而分析这个廓图，该领悟可以用于识别减少或去除干扰的方法。另外，可以从主动信号源接收期望的信号。这样的信号的一种可能的源是活跃地传输信息的RFID标签。从主动电子货架标签接收信号的RFID通信设备，能对接收到的信号进行频谱分析，并检查分析产生的信号廓图，以确定该信号是否满足RFID标签的预期的特性。

可以在期望的时间和条件宽泛地变化时执行基带分析和频谱分析。例如，当在设施中安装该通信设备时，可以执行基带分析和频谱分析两者或其一。可选择的是，只要认为性能不满意就可执行分析来检测干扰，或者，在定期的间隔执行分析来检测和去除可能存在的任何干扰源。例如，在能选择要分析的通信设备并且能选择分析类型和影响分析的参数(例如要检查的频率范围)的用户的直接控制下，可以执行这样的分析。用户无需直接访问该通信设备，而可以通过终端126、网络终端132或远端终端134来发布命令，以指示服务器114通过通信终端100控制信息收集并指示通过通信设备100或服务器114处理和呈现信息。这样的能力非常有用，因为，在某些安装中可以期望它来将诸如通信设备100的通信设备放置在不能访问的位置。通过这种方式，这种能够远程地向通信设备提供命令并从通信设备接收信息的能力是非常有利的。另外，这种通过公共互联网134执行与例如通信设备100的通信设备通信的能力，允许服务提供者(如卖主)无需巡视配置了通信设备的站点就可获得解决问题所必要的信息。

在同时有主动和被动干扰分析的情况下，可以执行分析并且结果格式化，来显示在时域或频域或两者上的信号行为。适宜地，格式化一组结果的展示来显示在时域或频域上的行为，而且，可以执行结果的多个展示来显示期望的不同信息组。

时域上的结果有助于显示干涉信号产生的时间，或发送或接收的信号的行为以关于指示干扰存在的方式改变的时间。这样的信息有助于检测脉冲干扰源。这样的干扰由主动干扰源的活动频繁产生，并有助于通过识别在不同时间接收的相同频率的信号中出现的差异来识别这样的源。频域上的结果有助于显示在特定频率上的信号的强度和行为，并且有助于通过识别信号最强的频率或对期望的信号影响最强的频率来确定特定信号源的身份。

图2示出了使用多个通信设备的系统200，这些通信设备采用了使用例如反射逆散射的技术来提供和接收信息的无线通信。该设备包括多个电子货架标签(ESL)202A...202N和多个RFID标记204A...204N。使用通信基站206A和206B实现与ESL的通信，使用便携式RFID读取器208A和208B实现RFID标记的读取。这里方便说明起见，仅详细给出了两个通信基站206A、206B和两个RFID读取器208A和208B，然而，可以意识到的是，也可以配置与这里描述的那些类似的许多单元，而且当需要时，也可以将与这里描述的系统200相似的系统配置为许多通信基站和RFID读取器，以及，可以以任意期望的配置方式配置这些基站和读取器。

许多不同的干涉源可能在使用系统200的设施中存在。为了提供对干扰的检测和评估，系统200包括用于分析信号数据的设备，该信号数据与对通信基站206A、206B和RFID读取器208A、208B中的每一个有影响的信号相关。这样的信号可以包括由每一个读取器接收和发送的通信信号，以及主动的和反射的干扰源。可能会出现许多其它状况，并且它们对基站206A、206B和读取器208A、208B的影响能够被检测并被分析。

基站206A、206B和读取器208A、208B中的每一个都可以适宜地包括与图1中读取器100的那些类似的信号分析组件，从而允许用于收集与主动和被动干扰源相关的信号数据。基于每个基站和读取器期望的特定配置和能力，一个或更多的基站和读取器仅能够实现提供对被动干扰源进行分析的能力，因为这样的能力可以在不增加额外的硬件组件情况下仍可以实施，该额外的硬件组件是指超出用于RFID设备的正常读取以及用于与RFID设备的通信的硬件组件。

另外，每个通信基站和读取器包括允许接收与信号信息的收集、信号信息的传输或展示、以及信号信息的可选处理有关的命令的装置。

例如，基站206A适宜地包括用户接口210，该用户接口210包括显示屏212，并且，读取器208A适宜地包括用户接口214，该用户接口214包括显示屏216。基站206B和读取器208B适宜地包括类似的组件。优选的，这些组件设计为允许评估站点体验的环境的用户直接输入用于该站点的命令，并能立即观察到结果。例如，显示屏212和216可以适宜地提供触摸屏的能力，允许用户分别通过屏212、216上显示的合适的界面输入数据和命令。可以输入的命令的示例为将分析初始化的命令，指示对主动和被动信号的分析是否执行的命令，或指定要执行的分析的频率范围的命令和指定基站或读取器扫描通过频谱的速度的命令。另外的命令可以包括用于作为分析的结果而产生的信息的格式化和展示的命令。

可选择的是，基站206A、206B和读取器208A、208B中的任何一个或全部可以实现为不具有用户接口或显示屏。在这种情况下，命令由外部提供，并且数据传递到外部目的地，如服务器220。

服务器220使用外部接口222与基站206和读取器206通信，外部接口222提供与局域网224的连接。局域网224适宜地提供与通信基站206A、206B和RFID读取器208A的无线或有线连接，并且提供与RFID读取器208B的无线连接。服务器220包括处理器230，高速存储器232，例如为硬盘的长期存储器234，以及用户接口236(包括键盘238和显示器240)。服务器220适宜地使用多个模块传送命令和信息，并接收和处理来自通信基站206A、206B和RFID读取器208A、208B的信息。为了避免不必要的复杂，这里未给出控制基站206A、206B和RFID读取器208A、208B正常操作的另外的标准模块，服务器220也使用信号分析控制模块242、信号信息处理模块244、以及信号信息存储与显示模块246。模块242-246可以适宜地由软件实现，该软件存储于长期存储器234中并且在处理器230执行需要时转送至高速存储器232。

信号分析控制模块242适宜地控制基站206A-206C和读取器208A、208B中每个执行的信号分析，以及服务器220执行的处理、存储和分析。信号分析控制模块242可以将服务器220的操作改写成任意数目的可能的程序。例如，可以基于经由键盘238输入并引导到基站或读取器的特定指令，指示特定的基站或读取器在特定的时间或特定时间间隔内执行分析。可选择的是，可以依据时间表(例如，存储在控制表250中的时间表)执行分析。作为进一步选择的是，无需来自服务器220的命令，利用控制服务器220操作的分析控制模块242来检测呼入信号信息并执行任何需要的分析和存储，就可从基站或者读取器接收到信号信息。

当分析控制模块242指示基站和读取器的分析时，其适宜地发送指定了要执行的分析的命令。例如，分析控制模块242可以指示基站或读取器执行基带分析、频谱分析或两者。对于每一类型的分析，可以指定要评估的频率范围，以及基站或读取器扫描通过频率的速度。

分析控制模块242也指示要由服务器220执行的处理。例如，如关于图1的上述描述，通信基站或读取器可以被设计为执行信号处理，或可代替的为，传送未处理的信息给如服务器220的中央单元。如果基站或读取器执行处理，如快速傅立叶变换，则信号信息可以由分析控制模块242路由至信号信息与处理模块246。如果基站或读取器发送未处理的信息给服务器220，则该信号信息会由分析控制模块242路由至信号信息存储与显示模块246。

一旦处理了信息并将其路由至信号信息存储与显示模块246，就依据分析控制模块242控制下发生的选择来显示和/或存储该信息。这些选择适宜地依据预先定义的选择决定，或通过键盘238输入即时的选择。例如，可以期望编辑一个或多个基站和读取器的统计信息，并在之后的时间检查该信息。在这种情况下，该信息存储于信号分析数据库260，而且可以在处理它时显示或不显示。另一方面，期望简单地允许用户观察由基站或读取器中的一个收集到的实时信息。在这种情况下，将会显示信息，并且可将信息或不将信息存储于数据库260。在另一种情况下，可以期望检查之前存储在数据库260中的信息。在此情况下，信号分析控制模块242可以自动地或响应于程序化的指令而简单地指示将适合的信息取回、格式化和显示。

除了向服务器220提供用户接口从而允许用户指令通过用户接口236到达通信基站206A、206B和读取器208A、208B外，还可以例如通过经由LAN 224连接的网络终端270或通过经由公共互联网274连接的远程终端，来远程地控制服务器220。这样的配置允许远程地控制基站和读取器的信号数据的收集和处理，并允许远程地访问这样的数据和这样的处理的结果。许多应用程序可以用来为服务器220提供用户接口，以及为通信基站206A、206B和读取器208A、208B提供例如telnet接口或MICROSOFT远端桌面。

图3示出了频域中的反射信号数据的示例显示。呈现的数据包括通过读取器响应于载波的发送而接收到的反射数据。显示300可以适宜地呈现来用于通过服务器(例如服务器114)或显示读取器(例如读取器100)提供的显示数据的类似装置观看。显示300包括图形302，该图形302标绘出了与(沿x轴306测量到的)频率相对的、(如沿y轴304测量的)接收到的基带相对信号强度。标绘的频率范围落在几十千赫范围内。曲线308为数据的绘图，该数据是对将读取器检测到的信号聚集成的数据进行快速傅立叶变换后生成的。

显示300包括一些将图形302中感兴趣的区域划界的标记。该标记包括模拟带通标记312A和312B，下边带标记314，上边带标记316A和316B，噪声最大容限标记318和均方根(RMS)噪声标记。标记312A和312B，314，和316A、316B示出了感兴趣的特定频率范围，标记318和320示出了表示与环境噪声的预定界限接近的相对信号强度的输出等级。通过显示感兴趣区域以及数据比较的界限，这些标记有助于用户迅速地理解呈现的数据的意义。

图4示出了反射信号数据的时域显示400，给出描绘了与(如沿x轴406测量到的)经过的时间相对的(如沿y轴304测量的)相对基带信号强度的图形402。曲线408显示了未经处理的模数转换器输出数据的图示。

图5示出了根据本发明一方面的信号分析处理500。在步骤502，多个RFID通信设备中一个或更多周期性地产生询问信号，并接收、处理一个或更多返回信号来识别并与射频识别设备通信。

当期望收集与环境(其中，一个或更多读取器正在操作)有关的信息时，收集并处理读取器获得的信号数据。以下的步骤504至510提供了这样搜集和处理数据的方式。在步骤504，搜集一个或多个读取器获得的信号数据。搜集的信号可以包括，来自主动源的高频信号数据，基带信号数据(例如，来自反射读取器发出的载波信号的被动源的信号数据)或两者。在步骤506，存储每个读取器收集的数据。在步骤508，处理数据。可以由每个读取器执行处理，或可选择的是，一些或全部读取器可以将数据传送至中央目的地(如服务器)进行处理。数据处理可以采取将数据进行快速傅立叶变换的处理方式。在步骤510，存储、显示或者按需要使用处理过的数据。

尽管在当前的较佳实施例的上下文中揭示了本发明，但可以意识到的是，本领域普通技术人员可以利用与上述讨论和权利要求一致的方式从事实施的多样化。

Claims (22)

1.一种射频识别(RFID)读取器，其特征在于，包括：

发送器，用于将载波信号发送至RFID设备；

接收器，用于接收在读取器正操作的环境中存在的电磁信号；以及

处理器，能操作来收集信号数据，该信号数据提供与接收器接收到信号相关的信息，处理器能操作来识别代表来自RFID设备的返回信号的信号数据并处理该数据来识别RFID设备，处理器进一步能操作来收集代表返回信号的信号数据、和提供与另外的信号以及读取器体验的环境中的电磁场现象相关的信息的其它信号数据，处理器进一步能操作来使收集到的信号数据能用于为了显示读取器体验的环境中的信号特性的分析。

2.如权利要求1所述的RFID读取器，其特征在于，接收器接收在载波信号上加有信息的反射载波信号。

3.如权利要求2所述的RFID读取器，其特征在于，进一步包括降频变换单元，该降频变换单元用于对信号降频并产生低频信号，该低频信号代表了被加在载波信号上来生成反射载波信号的调制信息。

4.如权利要求3所述的RFID读取器，其特征在于，进一步包括模数转换器，该模数转换器用于接收来自降频变换单元的信号信息，并将信号数据转换为已降频的数字信号以供处理器使用。

5.如权利要求4所述的RFID读取器，其特征在于，处理器能操作来收集已降频的数字信号，并使已降频的数字信号能用于分析从而识别读取器体验的被动干扰。

6.如权利要求4所述的RFID读取器，其特征在于，处理器能操作来指示发送器发送载波信号，以便载波信号在指定的频率范围内扫描频率，因而产生反射载波信号，该反射载波信号提供了与读取器体验的被动干扰相关的期望的信息。

7.如权利要求1所述的RFID读取器，其特征在于，接收器能够接收主动源发送的主动信号，并且其中，处理器能操作来收集主动源发送的主动信号并使其能用于分析。

8.如权利要求7所述的RFID读取器，其特征在于，进一步包括功率检测器，用于接收接收器的输出，以确定接收器接收到的主动信号的功率。

9.如权利要求8所述的RFID读取器，其特征在于，进一步包括第二模数转换器，用于从功率检测器接收功率检测器的输出，并将功率检测器的输出转换为数字格式以供处理器使用。

10.如权利要求9所述的RFID读取器，其特征在于，处理器能操作来指示接收器在预定的频率范围执行快速扫描。

11.如权利要求10所述的RFID读取器，其特征在于，处理器能操作来分析在预定的频率范围内接收到的信号信息，以生成产生信号的主动源的廓图。

12.一种从射频识别(RFID)读取器接收信息的服务器，其特征在于，包括：

接口，用于接收与在读取器正操作的环境中存在的信号相关的信号数据；以及

处理器，用于管理信号数据，以提供显示了读取器体验的信号环境的信息。

13.如权利要求12所述的服务器，其特征在于，处理接收到的信号数据，并且其中，处理器能操作来管理处理后的数据，以供存储、显示和分析。

14.如权利要求9所述的服务器，其特征在于，接收到的信号数据是未处理的信号数据，并且其中，处理器对未处理的数据进行处理。

15.如权利要求14所述的服务器，其特征在于，处理器对未处理的数据执行快速傅立叶变换。

16.一种信号分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收射频识别读取器体验的信号；

处理该信号以检测并识别响应于RFID读取器的询问而产生的返回信号；以及

进一步处理该信号以提供显示了读取器体验的信号环境的信号信息。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，信号的接收包括：接收代表载波信号的反射的被动信号。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，信号的处理包括：生成信号信息，以供显示、存储和分析。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，信号的处理包括：对数字化的信号数据执行快速傅立叶变换，该数字化的信号数据反映了由读取器使用的、接收器接收到的信号的数字化。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，信号的接收进一步包括：接收主动源发送的主动信号。

21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，信号的接收进一步包括：在预定的频率范围内对信号的快速检测。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在预定的频率范围内对信号的快速检测包括：快速地连续检查频率范围内的窄频带。

Images